DE2413732A1 - Hydraulische bremse - Google Patents

Description

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Hydraulische Bremse

Die Erfindung betrifft die hydraulischen Bremsen, insbesondere für Fahrzeuge, im besonderen für schnelle Personenfahrzeuge, in welchen der Rotor eine mit Zellen versehene halbringkörperförmige Schale aufweist, welche axial an einer anderen mit Zellen versehenen halbringkörperförmigen Schale vorbeiläuft, welche einem festen, den Rotor umhüllenden Gehäuse oder Stator ange-' hört, wobei die Arbeitsflüssigkeit in die Rotorschale durch den Boden derselben aus einer in der Nähe der Achse der Schale liegenden Zufuhrkammer eingeführt und aus dieser an der Stelle ihres Randes mit dem grössten Durchmesser in eine Umfangskammer abgeführt wird·

Eine derartige Bremse ist z.B. in der am

19. September 1968 auf den Namen der Anmelderin eingereichten französischen Patentschrift Nr. 1·595·589 beschrieben und dargestellt.

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Bei derartigen Bremsen besteht unvermeidlich eine Verbindung zwischen der zentralen Zufuhrkammer und der am Umfang liegenden Abfuhrkaramer längs der Aussenflache der Rotorschale. Diese Verbindung wird möglichst weitgehend dadurch beeinträchtigt, dass dieser Aussenflache und der gegenüberliegenden Fläche des Gehäuses örtlich die Form eines ringförmigen Drosselkanals gegeben wird, welcher einen eingeschnürten Durchlass bietet' , dessen Druckabfall möglichst gross ist.

Ausserdem ist in den durch die Erfindung

verbesserten derartigen Bremsen der Rotor an dem Ende einer zu bremsenden Welle angebracht, z.B. der Kurbelwelle des Motors des Fahrzeugs, wobei er von einem zusätzlichen Wälzlager an freitragend ist, welches entweder in dem obigen Gehäuse oder in dem dieses tragende Gestell untergebracht ist, und zwar im allgemeinen in einem, eingeschnürten Abschnitt oder einer "Nase" des Gehäuses oder des Gestells.

Dieses Wälzleger ist insbesondere so aus-, gebildet, dass es den Axialschub aufnimmt, welcher auf die Rotorschale durch die Differenz zwischen den auf die Innenfläche bzw. auf die Aus senflache dieser Schale wirkenden Flüssigkeitsdrücke ausgeübt wird.

Bei diesem Wälzlager treten Schmierprobleme

auf, es ist teuer, und es hat insbesondere mit seinen Dichtungsmitteln einen erheblichen axialen Platzbedarf, welcher die axiale Baulänge der Bremse beeinflusst.

Die Verringerung dieser Abmessung unter

einen verhältnismässig kleinen Schwellenwert ist nun eine gebieterische Forderung für die Unterbringung der Bremse an gewissen Stellen, insbesondere unter der Haube von gewissen Personen- ader Nutzfahrzeugen, wobei eine überschüssige Länge dieser Abmessung von nur einigen Millimetern häufig eine derartige Unterbringung unmöglich macht.

Die Erfindung ermöglicht den Fortfall

dieses Wälzlagers und die entsprechende axiale Verkürzung der Bremse, wodurch ihre Einbaumöglichkeiten vergrössert werden, wobei ihr Aufbau und ihre Wartung vereinfacht und ihr Preis verringert werden.

Bei einer erfindungsgemässen hydraulischen Bremse dieser Art wird der Fortfall des Fälzlagers dadurch er-

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möglicht, dass dem Durchmesser der eingeschnürten Zone des Drosselkanals ein solcher Wert gegeben wird, dass die axial · durch die Arbeitsflüssigkeit auf die beiden Flächen der Rotorschale ausgeübten hydraulischen Drücke sich das Gleichgewicht halten.

Ausserdem erhält vorzugsweise diese eingeschnürte Zone die Form eines ringförmigen zylindrischen Umdrehungskörpers um die Achse des Hotors.

Der so erzielte axiale Ausgleich ermöglicht den Fortfall des oben erwähnten zusätzlichen Wälzdrucklagers sowie seiner Dichtungen und somit die Verringerung der axialen Abmessung der Bremse gegenüber den bekannten Konstruktionen·

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ·

weisen ausserdem das eine und/oder das andere der nachstehenden. Merkmale auf:

Die Rotorschale wird an dem zu bremsenden

Wellenxstumpf durch axiales Ineinanderschieben von komplementären geriffelten Flächen angebracht, worauf eine Blockierung durch axiales Einschrauben eines Bolzens oder Aufschrauben einer Mutter unter Zwischenschaltung wenigstens einer elastischen Lochscheibe erfolgt·

Bei einer Bremse gemäss dem vorhergehenden

Absatz wirkt der Axialdruck der Schraubverbindung auf eine ringförmige Schulter des Wellenstumpfs über einen Ring aus einem harten Werkstoff, welcher sich axial an dieser Schulter abstützt und einen Innendurchmesser hat, welcher gleich dem der Schulter ist, .während sein Aussendurc!messer grosser als der "Durchmesser der Schulter ist·

Die Abdichtung gegenüber der Arbeitsflüssigkeit zwischen dem zu bremsenden Wellenstumpf und dem Gehäuse wird durch elastische axiale Andrückung eines Ringes aus Graphit oder einem ähnlichen Werkstoff an einen wärmeleitenden Ring erzielt, welcher fest mit der Welle oder dem Gehäuse verbunden ist · und gleichzeitig in unmittelbarem Wärmekontakt mit der Welle oder dem Gehäuse steht und gegenüber der Welle oder dem Gehäuse insbesondere mittels eines in einer Ringnut angeordneten Dichtungsringes abgedichtet ist·

Die Erfindung ist nachstehend beispiels-

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halber unter Bezugnahme auf die einzige Abbildung der Zeichnung, erläutert, welche schematisch eine erfindungsgemässe hydraulische Bremse zeigt·

Diese Bremse enthält in an sich bekannter Weise einen Rotor 1 mit einer mit Zellen versehenen halbringkörperförmigen Schale 2, welche an einem zu bremsenden Wellenstumpf 3 in einer weiter unten erläuterten Weise angebracht ist, wobei der bei 4 ausgehöhlte Boden der Schale an einen Schaufelkranz 5 angeschlossen ist, welcher eine Zufuhrflieh kraftpumpe bildet, sowie einen Stator oder Gehäuse 6, welches eine zweite mit Zellen versehene halbringkörperförmige Schale 7» welche axial der Schale 2 gegenüber angeordnet ist, sowie einen die Umhüllung der Schale 2 vervollständigenden Deckel 8 aufweist.

Innerhalb des Deckels 8 sind eine erste

zentrale Zufuhrkammer für die Arbeitsflüssigkeit, in welche die strömungsauf war ts liegenden Enden kleinen Durchmessers der Schaufeln 5 münden, und eine zweite ringförmige Umfangskammer 10, welche die aus den Schalen durch das Spiel 11 zwischen ihren Rändern grössten Durchmessers austretende Flüssigkeit auffängt, gebildet.

Die unmittelbare Verbindung dieser beiden Kammern miteinander längs der AussenfIache der Schale wird dadurch verhindert, dass dieser Fläche örtlich eine ringförmige Zone des Deckels 8 genähert wird, wobei den Querschnitten der beiden benachbarten Zonen der Schale und des Deckels die Form von zusätzlichen Drosselkanälen gegeben wird, welche insbesondere eine ringförmige eingeschnürte Zone 12 bilden.

Beim Arbeiten der Bremse übt die Flüssigkeit, welche von der Pumpe 5 aus der Kammer 9 angesaugt und nacheinander in die Schale /2 durch die öffnungen 4 und hierauf in die Kammer 10 durch das Spiel 11 gefördert wird, auf die beiden Flächen dieser Schale einander entgegengesetzte Axialdrücke aus.

Bei den bekannten Konstruktionen ist

die Resultierende dieser Axialdrücke nicht Null und wird durch ein im allgemeinen von dem Gehäuse 6 getragenen besonderen Wälzdrucklager aufgenommen, welches den Wellenstumpf 3 trägt, mit welchem es axial fest verbunden ist·

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Wie oben ausgeführt, besitzt ein derarti-

.ges Fälzlager eine gewisse Zahl von Nachteilen und ist insbesondere sehr sperrig, wodurch die gesamte Bremse häufig eine unzulässige axiale Baulänge erhält·

Erfindungsgemäss wird die Notwendigkeit

der Benutzung eines derartigen Wälzlagers in Fortfall gebracht, wodurch die axiale Baulänge der Bremse beträchtlich verringert werden kann, indem dem mittleren Durchmesser der eingeschnürten Zone 12 ein solcher Wert gegeben wird, dass sich die von der Arbeitsflüssigkeit auf die entgegengesetzten Seiten der Rotorschale 2 ausgeübten verschiedenen axialen Drücke das Gleichgewicht halten.

Die Wahl eines derartigen Parameters (mittlerer Durchmesser) ermöglicht nämlich, die dem Druck der Flüssigkeit in der ringförmigen Kammer 10 ausgesetzte ringförmige' Aussenf lache des Rotors und somit die auf den Rotor durch das in dieser Kammer vorhandene Flüssigkeitsvolumen ausgeübte Axialkraft zu beeinflussen. Diese Wahl ermöglicht ausserdem, die gewünschte Abgleichung ohne Veränderung der den günstigsten Wert des Moments der Bremse bestimmenden Faktoren, nämlich Formen und innere Abmessungen der Pumpe 5 und der Schalen 2 und 7 und grösster Druckabfall in der eingeschnürten Zone 12, zu erzielen·

Um einen derartigen Abgleich zu erhalten,

kann man aufeinanderfolgende Versuche vornehmen, wobei zu berücksichtigen ist, dass der Druck der in der ringförmigen Kammer 10 vorhandenen Flüssigkeit erheblich grosser als der in den Schalen 2 und 7 herrschende ist·

Ausserdem gibt man vorzugsweise der eingeschnürten Zone 12 die Form eines zylindrischen Zwischenrauls oder Spiels mit kleiner radialer Abmessung, welche» durch zwei einander gegenüberliegende zylindrische Flächen 13 und 14 begrenzt/, welche der Schale 2 bzw. dem Gehäuse 6 angehören, - ;

Diese Flächen können leicht mit genauen Abmessungen auf der Drehbank hergestellt werden.

Ausserdem, und dies ist ein wesentlicher

Vorteil, ermöglicht ein derartiger Aufbau die gegenseitigen Axialverschiebungen der Schale und des Gehäuses ohne Veränderung des Wertes oder der radialen Lage dieses Spiels, so dass der erzielte Abgleich trots dieser gegenseitigen Verschiebungen

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aufrechterhalten bleibt.

Das zylindrische Spiel 12 schliesst

sich an die beiden Kammern 9 und 10 durch andere ringförmige schmale Zwischenräume an, bei welchen der axiale Abschnitt der Mittellinie wenigstens eine radiale Komponente aufweist.

Derartige Zwischenräume sind zweck-

mässig die auf der Zeichnung mit 15 und 16 bezeichneten, welche durch zwei querliegende ebene einander gegenüberliegende Flächen begrenzt werden.

Die axiale Breite dieser Zwischenräume

hat keine Bedeutung und kann daher verhältnismässig groes gemacht werden, was die Notwendigkeit einer genauen und kostspieligen axialen Einstellung beim Einbau des Rotors in den Stator in Fortfall bringt·

Die Schale 2 enthält in der Nähe ihrer

mittleren Habe .·■ einen Kranz von axialen Löchern 17» welche die Kammer 9 alt einer kleinen ringförmigen Kammer 18 in Verbindung, setzen, welche eine zwischen dem Wellenstumpf 3 und dem Gehäuse 6 vorgesehene Dichtung 19 umgibt und mit dem Innern der Schalen über das Spiel 20 in Verbindung steht, welches unvermeidlich zwischen den einander gegenüberliegenden Rändern kleinsten Durchmessers dieser Schalen vorhanden ist.

Diese Löcher 17 ermöglichen, zu der

Kammer 9 das Flüssigkeitsvolumen abzuführen, welches aus den Schalen in Richtung auf die Achse über das Spiel 20 entweicht, und so die an der Stelle der Dichtung 19 erzeugten Kalorieen abzuführen·

Die so durch die Löcher 17 bewirkte

Rückführung von Flüssigkeit beeinflusst den axialen Abgleich der Rotorschale. Man kann daher den Durchmesser dieser Löcher so einstellen, dass der gewünschte axiale Abgleich vervollkommnet wird·

Der Fortfall des oben erwähnten Wälzlagers ermöglicht eine beträchtliche Verringerung der axialen Baulänge des Gehäuses 6 und die unmittelbare Anbringung der Rotorschale 2 an dem zu bremsenden Wellenstumpf (Kurbelwelle oder dgl.), welcher gegebenenfalls hierfür verlängert wird.

Bei der beispielshalber dargestellten Aueführungsform ist der WeXlssnstumpf 3t an welchem die Rotor-

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schale angebracht ist, verhältnismässig kurz und bildet ein. Stück mit einer Scheibe 21, welche ihrerseits mit Hilfe von Bolzen 22 mit der .Antriebsriemenscheibe 25 des Ventilators vnr\ der Wasserpumpe des Motors des Fahrzeugs gekuppelt ist.

Man sieht noch auf der Zeichnung eine

Leitung 24 zur Zufuhr der Flüssigkeit in die Kammer 9, welche tangential zu dieser Kammer liegt, und Mittel zur Anbringung des Deckels 8 an der festen Schale 7 sowie zur Anbringung dieser Anordnung an einem Gehäuse 25, z.B. dem die Verteilungszahnräder 26 des Motors des Fahrzeugs enthaltenden· Diese Mittel enthalten Systeme-mit Bolzen und Muttern 27, welche unter Zwischenschaltung einer ringförmigen Dichtung 51 durch an dem Umfang des Deckels bzw. der Statorschale 7 vorgesehene Flansche 28 und 29 treten, sowie Schrauben 52, welche die Schale 7 unter Festlegung ihrer Winkelstellung an an dem Gehäuse 25 vorspringenden Laschen 50 befestigen. Eine derartige, an von der Achse der Bremse entfernten Punkten vorgenommene Verbindung gewährleistet eine gute Widerstandsfähigkeit derselben gegen Erschütterungen.

Bei den bekannten Ausführungen war die

Rotorschale an dem zu bremsenden Wellenstumpf durch Bandagen oder eine Schweissung befestigt, da erhebliche Axialkräfte von dem einen auf das andere dieser Elemente übertragen werden mussten.

Da die Übertragung derartiger Axialkräfte

praktisch erfindungsgemäss in Fortfall kommt, kann hier eine erheblich einfachere Befestigungsart gewählt werden, welche im wesentlichen die Bremsmomente von dem einen auf das andere der beiden zusammengebauten Elemente überträgt·

Hierfür sind an der Aussenf lache des

Wellenstumpfs drei zylindrische Riefen 55 und in einer in der Rotornab*· vorgesehenen axialen Bohrung andere, zu den vorhergehenden komplementäre zylindrische Riefen 54 vorgesehen.

Die Anbringung der Rot or schale 2 an dem

Wellenstumpf 5 erfolgt dann durch gegenseitiges axiales Einschieben der zueinander komplementären Riefen, wobei die Blökkierung dieses Eingriffe durch axiales Einschrauben eines BoI- · zens oder einer Mutter 35 in das freie Ende dee Wellenstumpfe unter Zwischenschaltung einer (insbesondere durch eine oder zwei !Dellerfedern gebildeten) elastischen Lochscheibe 56 er-

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folgt.

Eine derartige elastische Verbindung gestattet, die Verschiedenheiten der Wärmedehnungen der (im allgemeinen aus einem Leichtmetall bestehenden) Rotornabe und des (im allgemeinen aus Stahl bestehenden) Wellenstumpfs aufzunehmen.

Sie gestattet ferner, in einem gewissen

Maße die Mikroerschütterungen des Motormoments aufzunehmen, welche in dem einen der beiden Elemente der Verbindung erzeugt werden, wodurch ihre Übertragung auf das andere Element verringert wird·

Ausserdem ist sie leicht ausbaubar.

Der durch das Einschrauben des Bolzens oder der Mutter 35 erzeugte Axialdruck kann unmittelbar auf eine ringförmige Schulter 37 des Wellenstumpfs 3 wirken.

Die Oberfläche dieser Schulter muss dann

aber verhältnismässig gross sein, um zu verhindern, dass der auf das verhältnismässig weiche Metall der Schale wirkende spezifische Druck zu gross wird.

Um dieses Ergebnis zu erhalten, ohne der

Schulter 37 einen grossen Aussendurchmesser zu geben, welcher auf die verschiedenen, diese Schulter umgebenden Teile (hier die Dichtung 19 und die Stat or schale 7) zurückwirken würde, wird zweckmässig zu folgendem Mittel gegriffen: Zwischen der Rotornarbe und der Schulter 37 wird ein Ring 38 aus einem harten Werkstoff angeordnet, dessen Innendurchmesser der gleiche

ist
wie der der Schulter/ während sein Aussendurchmesser erheblich grosser als der Durchmesser der Schulter ist.

Man erzielt so mittels dieses Ringes 38

eine ausgezeichnete Übertragung der Axialdrücke von der Schale auf den Wellenstumpf 3j oder umgekehrt, ohne dem Aussendurchmesser der Schulter 37 einen grossen Wert zu geben.

Die Dichtung 19 wird in an sich bekannter

Weise durch einen Ring 39 aus Graphit oder einem ähnlichen Werkstoff gebildet, welcher elastisch mittels einer gebogenen Lochscheibe 40 aus einem Elastomer gegen einen Ring 41 aus einem wärmeleitenden Werkstoff gedrückt wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Ring 39 und die elastische Lochscheibe 40 an dem Rotor 2,

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3 angebracht, während der Ring 4-1 an dem Gehäuse 6 angebracht ist, doch kann auch die umgekehrte Anordnung getroffen werden·

In beiden Fällen erfolgt die Anbringung

des Ringes 41 an der Anordnung, welcher er angehört, so, dass gleichzeitig die Abdichtung gegen die Arbeitsflüssigkeit, insbesondere mittels eines Dichtungsringes 42,und ein unmittelbarer Wärmekontakt mit der Masse dieser Anordnung hergestellt wird. Diese Ausbildung gewährleistet eine wirksame Abfuhr der in dem Ring 41 durch die Reibung des Ringes 39 an diesem erzeugten Kalorieen.

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Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1 J Hydraulische Bremse für die Bremsung eines Wellenstumpfs, Dei welcher der Rotor eine mit Zellen versehene halbringkörperförmige Schale aufweist, welche an einem drehfest mit dem Wellenstumpf verbundenen Endstück angebracht ist und axial vor einer anderen mit Zellen versehenen halbringkörperförmigen Schale vorbeiläuft, welche einem den Rotor umgebenden festen Gehäuse oder Stator angehört,.wobei die Arbeitsflüssigkeit in die Rotorschale durch den Boden derselben aus einer zentralen, in der Nähe der Achse der Schale liegenden Zufuhrkammer eingeführt und aus dieser an der Stelle ihres Bandes grössten Durchmessers in eine Umfangskammer abgeführt wird, wobei einander gegenüberliegende Zonen der Aussenflache der Rotorschale und der Innenfläche des Gehäuses so ausgebildet sind, dass sie einen ringförmigen Drosselkanal mit einem eingeschnürten.Durchlass bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Durchmesser " der eingeschnürten Zone (12) des Drosselkanals einen solchen Wert hat, dass sich die axial von der Arbeitsflüssigkeit auf die beiden Seiten der Rotorschale (2) ausgeübten hydraulischen Drücke das Gleichgewicht halten, wobei die Berührung arischen cten eine- gegenseitige Drehung ausführende η Teilen der Bremse ausschliesslich auf den Gleitkontakt zwischen einer ringförmigen starren fest mit einem dieser Teile verbundenen Anlagefläche (41) und einer von dem anderen Teil getragenen ringförmigen Dichtung (39) beschränkt ist·
2. 2. Hydraulische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeschnürte Zone die Form eines ringförmigen zylindrischen Umdrehungskörpers um die Achse des Rotors hat·
3. 3· Hydraulische Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorschale unmittelbar an dem Ende der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angebracht ist-.
4. 4. Hydraulische Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkranz an einem verhältnismässig kurzen Endstück angebracht ist, welches fest mit einer Scheibe verbunden ist, welche ihrerseits mit einer anderen, dem zu bremsenden Wellenstimpf angehörenden Scheibe gekuppelt ist.
5. 5. Hydraulische Bremse nach Anspruch 4, dadurch ge-

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   kennzeichnet» dass diese andere Scheibe die Antrieb sriemenscheibe (23) des Ventilators eines Verbrennungsmotors ist.
6. 6. Hydraulische Bremse nach Anspruch 3 oder' 5, dadurch gekennzeichnet, dass der'Verbrennungsmotor ein Fahrzeugmotor ist.
7. 7· Hydraulische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorschale an dem Endstück (3) durch axiales Ineinanderschieben von zueinander komplementären gerieften Flächen (331 34) angebracht ist, worauf eine Blockierung durch axiales Einschrauben eines Bolzens oder einer Mutter (35) unter Zwischenschaltung wenigstens einer elastischen Lochscheibe (36) erfolgt.
8. 8. Hydraulische Bremse nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Axialdruck der Schraubverbindung auf eine ringförmige Schulter (37) des Endstücks über einen Ring (38) aus einem harten Werkstoff wirkt, welcher sich axial an * dieser Schulter abstützt und einen Innendurchmesser hat, welcher gleich dem der Schulter ,ist, während sein Aussendurchmesser grosser als der Durchmesser der Schulter ist.
9. 9. Hydraulische Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung gegen die Arbeitsflüssigkeit zwischen dem zu bremsenden Wellenstumpf und dem Gehäuse (16) durch elastische axiale Andrückung eines Ringes (39) sais Graphit oder dergleichen an einen fest mit der 7/elle oder dem Gehäuse verbundenen wärmeleitenden Ring (41) erzielt wird, welcher gleichzeitig in unmittelbarem Wärmekontakt mit der Welle oder dem Gehäuse steht und gegenüber der Welle oder dem Gehäuse abgedichtet ist.

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